CN114406890A - 紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置，包括以下步骤：工具通过三自由度移动导轨平台可实现XYZ三轴的平动，以及电机驱动喷头的两个方向的摆动；通过可调光控装置对抛光液进行两级黏度变换，从而可以对抛光液的初始粘度、紫外线自组装基团对抛光磨粒的把持力进行大范围调控，获得恰当大小射流粘度及较大的磨粒把持力。本发明通过光源发出的不同波长的光改变抛光体的初始黏度，可以有效提高工件抛光的材料去除率、提高表面质量、保证高质量面型精度、降低表面粗糙度，实现对于复杂曲面的确定性可控抛光。

Description

紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置

技术领域

本发明涉及超精密加工领域，更具体的说，尤其涉及一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置。

背景技术

从工业革命至今，制造业一直是以机械技术为主体，随着科技不断发展，许多工程材料比之前更为先进，对于加工技术的精度要求也更高。因此抛光技术成了精密加工中至关重要的一项技术，抛光是通过使用机械、化学或电化学的作用使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。现阶段对于平面工件的抛光方法较为成熟，使用抛光轮，但是对复杂曲面，例如：微型非球面、凸轮、螺旋桨等需要超精密加工的曲面零件的技术发展地缓慢，在技术上存在着极大的挑战。对这类具有复杂曲面的零件往往是用磨粒流冲击工件表面，磨粒在表面滑动、刮擦来去除材料来实现抛光，但这种方法操作工程中不易控制，工件表面均匀性不好等问题。

光敏材料技术目前在很多领域已经很成熟，但是在抛光领域却很少见。在抛光液中加入光敏智能材料可以改变抛光液的固有性质，通过调节照射到抛光液表面光的波长可有效地改变抛光液的黏度、黏度等。上述的光敏基团包括：如偶氮苯基团、二苯乙烯基团、偶氮磺酸基团等。当这些基团加到抛光液的液相中后，随着照射到抛光液的光的波长改变，基团中的小粒子会呈现多种形态的变换，如：蠕状，球状，杆状等等；根据紫外线照射时间的不同，粒子也可以演化成多态的自组装结构，包括双水相系统ATPS、蠕状胶束、棒状胶束和小球形胶束。因用光照来控制液体的黏度可以达到微米级别的精度，且容易控制，操作简单，成本不高，故应用在抛光技术中是一种可行的方法。

上述的潜水喷嘴能让抛光液的流通区域先收缩再扩大，其结构类似于文丘里管，当抛光液从大面积区域流入小面积区域时流速急剧变快，在抛光液内部产生局部低压，气体会从液相内溢出引起空化效应。这种空化是水力空化，即当液体内部的压力降低时，液体内部或者液固相交处会出现气体空穴，空穴的形成，膨胀到溃灭会伴有能量的释放。空化效应会导致水力机械设备的表面不均匀性、性能变差、失效、空蚀等危害；但是空化效应产生的能量可应用在抛光技术材料去除中。

虽然水力空化效应的研究在不断深入。但强度不高、效率较低还是水力空化的不足之处，应用在抛光技术中可能不能满足材料去除要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中抛光复杂曲面表面不均匀性，材料去除率低效，工件表面适应性不佳等方面问题，提出了一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置，抛光过程均是在液体内进行的，喷头与工件均浸没与抛光液中，工具通过三自由度移动导轨平台可实现XYZ三轴的平动，以及电机驱动喷头的两个方向的摆动；将自组装胶束体系装入抛光箱体，通过可调光控装置调节照射到自组装系统上紫外光波的波长和光强，对抛光液进行两级黏度变换，从而可以对抛光液的初始粘度、紫外线自组装基团对抛光磨粒的把持力进行大范围调控，获得恰当大小射流粘度、较大把持力的射流抛光液，以及实现对抛光时间的可控调节，通过确切的材料去除函数与抛光时间的卷积可以得到工件表面的材料去除率。此方法可以有效提高工件抛光的材料去除率、提高表面质量、保证高质量面型精度、降低表面粗糙度，实现对于复杂曲面的确定性可控抛光。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于紫外光响应自组装系统的潜水抛光装置，包括第一抛光液输送泵、抛光液输送管、第二抛光液输送泵、抛光箱体、抛光箱体上盖、Y轴直线模组、X轴直线模组、Z轴直线模组、工具装置、待抛光工件、Y轴驱动电机、 X轴驱动电机、Z轴驱动电机、腔内光源、光控装置、黏度调节薄流层和搅拌装置，所述抛光箱体和抛光箱体上盖固定连接，抛光箱体和抛光箱体上盖共同构成抛光体的抛光腔体，抛光体放置在抛光腔体中，所述抛光箱体上盖的中部设置有供工具装置穿过的通孔；待抛光工件固定在抛光箱体的抛光腔体内；所述X轴直线模组设置有平行设置的一对且两组X轴直线模组沿X轴方向分别设置在抛光箱体上盖上的通孔的两侧，X轴驱动电机连接X轴直线模组并驱动X轴直线模组的滑块的运动；所述Y轴直线模组沿着Y轴方向设置，所述Y轴直线模组的底座两端分别固定在两个X轴直线模组的滑块上，Y轴驱动电机连接Y轴直线模组并驱动Y轴直线模组的滑块的运动；所述Z轴直线模组的底座固定在Y轴直线模组的滑块上Z 轴驱动电机连接Z轴直线模组并驱动Z轴直线模组的滑块的运动，工具装置固定在Z轴直线模组的滑块上且工具装置的下端穿过抛光箱体上盖中部的通孔伸入到抛光腔体内；所述搅拌装置内部盛有抛光体，搅拌装置的出口端通过抛光液输送管连接第二抛光液输送泵的进液口，第二抛光液输送泵的出液口通过抛光液输送管连接工具装置，搅拌装置的进口端通过抛光液输送管连接第一抛光液输送泵的出液口，第一抛光液输送泵的进液口通过抛光液输送管连接设置在抛光箱体侧面底部的液体回收口；所述黏度调节薄流层设置在第二抛光液输送泵和工具装置之间的抛光液输送管上；

所述腔内光源固定在抛光箱体的四个侧壁和一个底面上，腔内光源连接光控装置，光控装置固定在抛光箱体上，光控装置控制腔内光源发出不同波长的紫外光；

所述抛光箱体相对的两个侧壁上分别设置有一个电极，两个电极连接设置在抛光箱体外的交流电源，交流电源通电时通过两个电机在抛光箱体内产生一个非均匀电场，促使抛光体中的液相和固相在电机产生的非均匀电场中发生极化；

所述工具装置包括工具外壳、竖直旋转电机、旋转转盘、水平旋转电机、活动外壳和潜水喷头，所述工具外壳与Z轴直线模组的滑块固定连接，竖直旋转电机竖直安装在工具外壳内，竖直旋转电机的电机头竖直朝下设置，旋转转盘固定在竖直旋转电机的电机头上；所述活动外壳包覆在旋转转盘的外侧，水平旋转电机固定在活动外壳内部，所述水平旋转电机的电机头水平设置，潜水喷头固定在水平旋转电机的电机头上；所述竖直旋转电机工作时驱动旋转转盘、水平旋转电机、活动外壳和潜水喷头组成的整体以竖直旋转电机的轴心线为轴线进行转动，所述水平旋转电机工作时驱动潜水喷头以水平旋转电机的轴心线为轴线进行转动；

所述射流喷头包括第一阻隔板、第二阻隔板、套筒、阻隔板驱动电机和喷头主体，喷头主体的出口处设置有固定连接的第二阻隔板和活动连接的第一阻隔板，第一阻隔板和第二阻隔板均为直径与喷头主体的出口直径相同的半扇形阻隔板，第二阻隔板固定在喷头主体的出口处使喷头主体的出口呈半扇形，所述阻隔板驱动电机固定在第二阻隔板的内侧，第二阻隔板的中部设置有圆孔，阻隔板驱动电机的电机头穿出第二阻隔板上的圆孔并与第一阻隔板固定连接，所述套筒固定在第一阻隔板上并将第一阻隔板与电机头的连接处进行密封；所述阻隔板驱动电机的电机头与喷头主体同轴心设置，阻隔板驱动电机接收到脉冲信号工作时带动第一阻隔板旋转从而通过第一阻隔板实现喷头主体的出口大小不断变化；

所述抛光体为紫外光响应自组装抛光液，抛光体由光敏基团、水和微米级的磨粒粒子采用4：4：1的体积比比例组成，所述光敏基团为十六烷基三甲基溴化铵和氯代肉桂酸光敏基团或阳离子表面活性剂丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵18-3-18光敏反离子偶氮苯-4-苯甲酸或反式-2-甲氧基肉桂醛光敏基团；

所述黏度调节薄流层为侧面设置有紫外光光源的扁平流道，抛光体在扁平流道中受到均匀的紫外光照射完成抛光体的粘度变换。

进一步的，所述待加工工件与抛光箱体的内部底座通过螺栓固定连接。

进一步的，所述腔内光源为嵌入式光源，腔内光源设置有四个侧面光源和一个底面光源，四个侧面光源嵌入式的设置在抛光箱体内的四个侧面的内壁上，底面光源嵌入式的设置在抛光箱体内的底面上。

进一步的，所述光控装置控制腔内光源发出的光波波长在360nm到460nm之间。

进一步的，所述腔内光源的侧面光源和底面光源均采用中心使用大UV灯管、周围环绕小UV灯管的方式布置。

进一步的，所述抛光体的磨粒粒子采用碳化硅材料，其磨粒粒径为50nm～5nm，磨粒占抛光液总质量分数的10％以下，从泵中喷射出的抛光液的动压力为0.5～5Mpa，抛光液温度为 15°～50°。

一种基于紫外光响应自组装系统的潜水抛光方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将紫外光响应自组装抛光液装入抛光箱体内，通过腔内光源和光控装置调节照射到抛光液上光的波长，调节至满足抛光实验要求的抛光液黏度要求；

步骤二：安装在XYZ三轴运动平台上的抛光工具位置可控，抛光工具的喷嘴与待抛光工件都浸没在紫外光响应自组装抛光液中，紫外光响应自组装抛光液在腔内光源照射的影响下成为自响应抛光液；

步骤三：抛光时，装有电极的抛光箱体的两侧与交流电源相连，交流电源与调频调压控制器相连，调频调压控制器调控交流电源的电压和频率，使在抛光箱体两侧之间产生一个非均匀的电场，使得抛光箱体内紫外光响应自组装抛光液中的液相和固相在电极产生的非均匀电场中发生极化；

步骤四：产生极化的液相和固相受到介电泳力的作用移动到待加工工件表面附近，从而对工件材料去除的液相和固相增多，达到抛光效果；

步骤五：循环系统设置在抛光箱体之外，循环系统通过抛光液输送管连接抛光箱体和抛光工具的喷嘴，循环系统在加工时实现紫外光响应自组装抛光液的循环使用。

进一步的，所述非均匀电场的电源电压在0～3000v连续可调，频率在0～100Hz间断可调。

本发明采用两级紫外光调控系统，抛光液在抛光箱外的扁平流道内受到均匀紫外光的照射，完成第一次抛光液的黏度变换，此时抛光液中的胶束分子由絮状转为编织状，抛光液内部胶束分子能够把持更多的磨粒粒子；当抛光液流入抛光箱体后具备一定的射流速度且同时受到嵌入式光源的照射加工区域，这时运动学黏度与初始黏度均发生协调变化，当抛光液以一定角度喷射在工件表面上，产生剪切增稠作用，因此黏度变换与剪切增稠综合作用。当抛光液的初始黏度与运动学黏度均提升后，抛光胶束分子聚集，把持大量的磨粒粒子，因此对于工件表面的切削作用更为显著，由于本方法与直接接触式工具抛光相比，能保证不损伤工件表面的前提上还能加工获得高质量表面精度。

所述紫外光响应自组装抛光液由微米级的磨粒粒子与光敏基团混合而成。

所述光敏基团受到紫外光照射后，其黏度发生变换，抛光液中的胶束由丝状转为编制状，抛光胶束能够把持更多磨粒粒子，且一定时间后脱离紫外光照射，抛光液会恢复初始状态。组成成分例如：十六烷基三甲基溴化铵和氯代肉桂酸光敏基团、阳离子表面活性剂丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵18-3-18光敏反离子偶氮苯-4-苯甲酸或反式-2-甲氧基肉桂醛光敏基团等，但不局限于此。

本发明的紫外光响应自组装抛光液中由光敏基团、水和磨粒粒子采用4：4：1的体积比比例组成。所述紫外光响应自组装抛光液中的磨粒粒子采用碳化硅材料，其磨粒粒径为 50nm～5nm，磨粒占抛光液总质量分数的10％以下，从泵中喷射出的抛光液的动压力为0.5～5Mpa，抛光液温度为15°～50°。

与现有技术相比，有益效果在于：

1、本发明的抛光液中加入紫外光响应自组装系统，当不同波长的光照射到抛光液表面，其内部结构会发生变化，该系统可能从蠕状变为杆状或反之，黏度也会发生骤变。可以根据代加工工件的不同抛光参数来改变抛光液特性。使用该抛光液，整个抛光系统可逆性好、程控性好、克服了传统抛光液颗粒易沉孔的缺点。

2、本发明的抛光液在抛光箱中受到非均匀电场的作用，抛光液中的液相和固相发生极化，由于受力不均匀而发生移动，使工件表面附近的磨粒增多达到抛光的效果。

3、本发明中的潜水喷头其内部结构类似于文丘里管，且利用由电机驱动的阻隔板进一步改变抛光液流通区域，诱发空化效应。空化效应中空穴的形成、膨胀、溃灭所释放的能量运用在抛光技术中能提高材料去除率、工件表面均匀性好等特点。

4、本发明设置了抛光液循环系统，通过泵和软管连接可将抛光液形成闭环回路，连续地进行抛光实验，有利于提高效率。

5、本发明的潜水喷头前端设置有第一阻隔板和第二组隔板，其作用是阻隔板可通过旋转改变液体流出面积，面积呈一定规律的变大缩小。

6、本发明设置有密封圈，由于抛光箱浸在自组装抛光液内，整个加工过程均在液体内进行，因此需要密封圈防止液体流出。

7、本发明的光源采用中心大光源，外周小光源的分散开，这样可以在主要加工区域集中照射，而外围属于非主要加工区域，因此只需要弱光照补充即可保证正常进行实验。

8、本发明的采用光源和光源控制装置调节关照的波长，通过光控柜可对光照的波长进行调整。

附图说明

图1是本发明一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置的整体结构示意图。

图2是本发明一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法和装置的另一个角度的轴测图。

图3为工件装置内部结构示意图；

图4为工件装置结构示意图；

图5为本发明潜水喷头的爆炸半剖视图；

图6为本发明潜水喷头的爆炸视图；

图7为本发明使用的介电泳效应示意图；

图8为本发明腔内光源结构示意图；

图9为本发明中紫外光响应自组装抛光液受紫外光照前的自组装系统组合形式图；

图10为本发明紫外光响应自组装抛光液中受紫外光照后的自组装系统组合形式图。

图中，1-第一抛光液输送泵、2-抛光液输送管、3-抛光箱体、4-抛光箱体上盖、5-Y轴直线模组、6-X轴直线模组、7-工具装置、8-Z轴驱动电机、9-Z轴直线模组、10-待抛光工件、11-Y轴驱动电机、12-光控装置、13-黏度调节薄流层、14-第二抛光液输送泵、15-搅拌装置、 16-非均匀电场、17-磨粒粒子、701-潜水喷头、702-水平旋转电机、703-旋转转盘、704-竖直旋转电机、705-活动外壳、706-工具外壳、、7011-套筒、7012-第一阻隔板、7013-第二阻隔板、 7014-喷头主体、7015-阻隔板驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～10所示＝一种基于紫外光响应自组装系统的潜水抛光装置，包括第一抛光液输送泵1、抛光液输送管2、第二抛光液输送泵14、抛光箱体3、抛光箱体上盖4、Y轴直线模组 5、X轴直线模组6、Z轴直线模组9、工具装置7、待抛光工件10、Y轴伺服电机11、X轴驱动电机、Z轴驱动电机8、腔内光源、光控装置12、黏度调节薄流层13和搅拌装置15，所述抛光箱体3和抛光箱体上盖4固定连接，抛光箱体3和抛光箱体上盖4共同构成抛光体的抛光腔体，抛光体放置在抛光腔体中，所述抛光箱体上盖4的中部设置有供工具装置7穿过的通孔；待抛光工件10固定在抛光箱体3的抛光腔体内；所述X轴直线模组6设置有平行设置的一对且两组X轴直线模组6沿X轴方向分别设置在抛光箱体上盖4上的通孔的两侧， X轴驱动电机连接X轴直线模组6并驱动X轴直线模组6的滑块的运动；所述Y轴直线模组 5沿着Y轴方向设置，所述Y轴直线模组5的底座两端分别固定在两个X轴直线模组6的滑块上，Y轴驱动电机11连接Y轴直线模组5并驱动Y轴直线模组5的滑块的运动；所述Z 轴直线模组9的底座固定在Y轴直线模组5的滑块上Z轴驱动电机8连接Z轴直线模组9并驱动Z轴直线模组9的滑块的运动，工具装置7固定在Z轴直线模组9的滑块上且工具装置 7的下端穿过抛光箱体上盖4中部的通孔伸入到抛光腔体内；所述搅拌装置15内部盛有抛光体，搅拌装置15的出口端通过抛光液输送管2连接第二抛光液输送泵14的进液口，第二抛光液输送泵14的出液口通过抛光液输送管2连接工具装置7，搅拌装置15的进口端通过抛光液输送管2连接第一抛光液输送泵1的出液口，第一抛光液输送泵1的进液口通过抛光液输送管2连接设置在抛光箱体3侧面底部的液体回收口；所述黏度调节薄流层13设置在第二抛光液输送泵14和工具装置7之间的抛光液输送管2上。

所述腔内光源固定在抛光箱体3的四个侧壁和一个底面上，腔内光源连接光控装置12，光控装置12固定在抛光箱体3上，光控装置12控制腔内光源发出不同波长的紫外光。

所述抛光箱体3相对的两个侧壁上分别设置有一个电极，两个电极连接设置在抛光箱体 3外的交流电源，交流电源通电时通过两个电机在抛光箱体3内产生一个非均匀电场16，促使抛光体中的液相和固相在电机产生的非均匀电场16中发生极化。

所述工具装置7包括工具外壳706、竖直旋转电机704、旋转转盘703、水平旋转电机702、活动外壳705和潜水喷头701，所述工具外壳706与Z轴直线模组9的滑块固定连接，竖直旋转电机704竖直安装在工具外壳706内，竖直旋转电机704的电机头竖直朝下设置，旋转转盘703固定在竖直旋转电机704的电机头上；所述活动外壳705包覆在旋转转盘703的外侧，水平旋转电机702固定在活动外壳705内部，所述水平旋转电机702的电机头水平设置，潜水喷头701固定在水平旋转电机702的电机头上；所述竖直旋转电机704工作时驱动旋转转盘703、水平旋转电机702、活动外壳705和潜水喷头701组成的整体以竖直旋转电机704 的轴心线为轴线进行转动，所述水平旋转电机702工作时驱动潜水喷头701以水平旋转电机 702的轴心线为轴线进行转动。

所述潜水喷头701包括第一阻隔板7012、第二阻隔板7013、套筒7011、阻隔板驱动电机7015和喷头主体7014，喷头主体7014的出口处设置有固定连接的第二阻隔板7013和活动连接的第一阻隔板7012，第一阻隔板7012和第二阻隔板7013均为直径与喷头主体7014的出口直径相同的半扇形阻隔板，第二阻隔板7013固定在喷头主体7014的出口处使喷头主体7014的出口呈半扇形，所述阻隔板驱动电机7015固定在第二阻隔板7013的内侧，第二阻隔板7013的中部设置有圆孔，阻隔板驱动电机7015的电机头穿出第二阻隔板7013上的圆孔并与第一阻隔板7012固定连接，所述套筒7011固定在第一阻隔板7012上并将第一阻隔板7012与电机头的连接处进行密封；所述阻隔板驱动电机7015的电机头与喷头主体7014同轴心设置，阻隔板驱动电机7015接收到脉冲信号工作时带动第一阻隔板7012旋转从而通过第一阻隔板7012实现喷头主体7014的出口大小不断变化。

所述抛光体为紫外光响应自组装抛光液，抛光体由光敏基团、水和微米级的磨粒粒子17 采用4：4：1的体积比比例组成，所述光敏基团为十六烷基三甲基溴化铵和氯代肉桂酸光敏基团或阳离子表面活性剂丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵18-3-18光敏反离子偶氮苯-4-苯甲酸或反式-2-甲氧基肉桂醛光敏基团；

所述黏度调节薄流层13为侧面设置有紫外光光源的扁平流道，抛光体在扁平流道中受到均匀的紫外光照射完成抛光体的粘度变换。

所述待加工工件与抛光箱体3的内部底座通过螺栓固定连接。

所述腔内光源为嵌入式光源，腔内光源设置有四个侧面光源和一个底面光源，四个侧面光源嵌入式的设置在抛光箱体3内的四个侧面的内壁上，底面光源嵌入式的设置在抛光箱体 3内的底面上。

所述光控装置12控制腔内光源发出的光波波长在360nm到460nm之间。

所述腔内光源的侧面光源和底面光源均采用中心使用大UV灯管、周围环绕小UV灯管的方式布置。

所述抛光体的磨粒粒子17采用碳化硅材料，其磨粒粒径为50nm～5nm，磨粒占抛光液总质量分数的10％以下，从泵中喷射出的抛光液的动压力为0.5～5Mpa，抛光液温度为15°～50 °。

一种基于紫外光响应自组装系统的潜水抛光方法，步骤一：将紫外光响应自组装抛光液装入抛光箱体3内，通过腔内光源和光控装置12调节照射到抛光液上光的波长，调节至满足抛光实验要求的抛光液黏度要求；

步骤二：安装在XYZ三轴运动平台上的抛光工具位置可控，抛光工具的喷嘴与待抛光工件10都浸没在紫外光响应自组装抛光液中，紫外光响应自组装抛光液在腔内光源照射的影响下成为自响应抛光液；

步骤三：抛光时，装有电极的抛光箱体3的两侧与交流电源相连，交流电源与调频调压控制器相连，调频调压控制器调控交流电源的电压和频率，使在抛光箱体3两侧之间产生一个非均匀的电场，使得抛光箱体3内紫外光响应自组装抛光液中的液相和固相在电极产生的非均匀电场16中发生极化；

步骤四：产生极化的液相和固相受到介电泳力的作用移动到待加工工件表面附近，从而对工件材料去除的液相和固相增多，达到抛光效果；

步骤五：循环系统设置在抛光箱体3之外，循环系统通过抛光液输送管2连接抛光箱体 3和抛光工具的喷嘴，循环系统在加工时实现紫外光响应自组装抛光液的循环使用

所述非均匀电场16的电源电压在0～3000v连续可调，频率在0～100Hz间断可调。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (8)

1.一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：包括第一抛光液输送泵(1)、抛光液输送管(2)、第二抛光液输送泵(14)、抛光箱体(3)、抛光箱体上盖(4)、Y轴直线模组(5)、X轴直线模组(6)、Z轴直线模组(9)、工具装置(7)、待抛光工件(10)、Y轴伺服电机(11)、X轴驱动电机、Z轴驱动电机(8)、腔内光源、光控装置(12)、黏度调节薄流层(13)和搅拌装置(15)，所述抛光箱体(3)和抛光箱体上盖(4)固定连接，抛光箱体(3)和抛光箱体上盖(4)共同构成抛光体的抛光腔体，抛光体放置在抛光腔体中，所述抛光箱体上盖(4)的中部设置有供工具装置(7)穿过的通孔；待抛光工件(10)固定在抛光箱体(3)的抛光腔体内；所述X轴直线模组(6)设置有平行设置的一对且两组X轴直线模组(6)沿X轴方向分别设置在抛光箱体上盖(4)上的通孔的两侧，X轴驱动电机连接X轴直线模组(6)并驱动X轴直线模组(6)的滑块的运动；所述Y轴直线模组(5)沿着Y轴方向设置，所述Y轴直线模组(5)的底座两端分别固定在两个X轴直线模组(6)的滑块上，Y轴驱动电机(11)连接Y轴直线模组(5)并驱动Y轴直线模组(5)的滑块的运动；所述Z轴直线模组(9)的底座固定在Y轴直线模组(5)的滑块上Z轴驱动电机(8)连接Z轴直线模组(9)并驱动Z轴直线模组(9)的滑块的运动，工具装置(7)固定在Z轴直线模组(9)的滑块上且工具装置(7)的下端穿过抛光箱体上盖(4)中部的通孔伸入到抛光腔体内；所述搅拌装置(15)内部盛有抛光体，搅拌装置(15)的出口端通过抛光液输送管(2)连接第二抛光液输送泵(14)的进液口，第二抛光液输送泵(14)的出液口通过抛光液输送管(2)连接工具装置(7)，搅拌装置(15)的进口端通过抛光液输送管(2)连接第一抛光液输送泵(1)的出液口，第一抛光液输送泵(1)的进液口通过抛光液输送管(2)连接设置在抛光箱体(3)侧面底部的液体回收口；所述黏度调节薄流层(13)设置在第二抛光液输送泵(14)和工具装置(7)之间的抛光液输送管(2)上；

所述腔内光源固定在抛光箱体(3)的四个侧壁和一个底面上，腔内光源连接光控装置(12)，光控装置(12)固定在抛光箱体(3)上，光控装置(12)控制腔内光源发出不同波长的紫外光；

所述抛光箱体(3)相对的两个侧壁上分别设置有一个电极，两个电极连接设置在抛光箱体(3)外的交流电源，交流电源通电时通过两个电机在抛光箱体(3)内产生一个非均匀电场(16)，促使抛光体中的液相和固相在电机产生的非均匀电场(16)中发生极化；

所述工具装置(7)包括工具外壳(706)、竖直旋转电机(704)、旋转转盘(703)、水平旋转电机(702)、活动外壳(705)和潜水喷头(701)，所述工具外壳(706)与Z轴直线模组(9)的滑块固定连接，竖直旋转电机(704)竖直安装在工具外壳(706)内，竖直旋转电机(704)的电机头竖直朝下设置，旋转转盘(703)固定在竖直旋转电机(704)的电机头上；所述活动外壳(705)包覆在旋转转盘(703)的外侧，水平旋转电机(702)固定在活动外壳(705)内部，所述水平旋转电机(702)的电机头水平设置，潜水喷头(701)固定在水平旋转电机(702)的电机头上；所述竖直旋转电机(704)工作时驱动旋转转盘(703)、水平旋转电机(702)、活动外壳(705)和潜水喷头(701)组成的整体以竖直旋转电机(704)的轴心线为轴线进行转动，所述水平旋转电机(702)工作时驱动潜水喷头(701)以水平旋转电机(702)的轴心线为轴线进行转动；

所述潜水喷头(701)包括第一阻隔板(7012)、第二阻隔板(7013)、套筒(7011)、阻隔板驱动电机(7015)和喷头主体(7014)，喷头主体(7014)的出口处设置有固定连接的第二阻隔板(7013)和活动连接的第一阻隔板(7012)，第一阻隔板(7012)和第二阻隔板(7013)均为直径与喷头主体(7014)的出口直径相同的半扇形阻隔板，第二阻隔板(7013)固定在喷头主体(7014)的出口处使喷头主体(7014)的出口呈半扇形，所述阻隔板驱动电机(7015)固定在第二阻隔板(7013)的内侧，第二阻隔板(7013)的中部设置有圆孔，阻隔板驱动电机(7015)的电机头穿出第二阻隔板(7013)上的圆孔并与第一阻隔板(7012)固定连接，所述套筒(7011)固定在第一阻隔板(7012)上并将第一阻隔板(7012)与电机头的连接处进行密封；所述阻隔板驱动电机(7015)的电机头与喷头主体(7014)同轴心设置，阻隔板驱动电机(7015)接收到脉冲信号工作时带动第一阻隔板(7012)旋转从而通过第一阻隔板(7012)实现喷头主体(7014)的出口大小不断变化；

所述抛光体为紫外光响应自组装抛光液，抛光体由光敏基团、水和微米级的磨粒粒子(17)采用4：4：1的体积比比例组成，所述光敏基团为十六烷基三甲基溴化铵和氯代肉桂酸光敏基团或阳离子表面活性剂丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵18-3-18光敏反离子偶氮苯-4-苯甲酸或反式-2-甲氧基肉桂醛光敏基团；

所述黏度调节薄流层(13)为侧面设置有紫外光光源的扁平流道，抛光体在扁平流道中受到均匀的紫外光照射完成抛光体的粘度变换。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：所述待加工工件与抛光箱体(3)的内部底座通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：所述腔内光源为嵌入式光源，腔内光源设置有四个侧面光源和一个底面光源，四个侧面光源嵌入式的设置在抛光箱体(3)内的四个侧面的内壁上，底面光源嵌入式的设置在抛光箱体(3)内的底面上。

4.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：所述光控装置(12)控制腔内光源发出的光波波长在360nm到460nm之间。

5.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：所述腔内光源的侧面光源和底面光源均采用中心使用大UV灯管、周围环绕小UV灯管的方式布置。

6.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光装置，其特征在于：所述抛光体的磨粒粒子(17)采用碳化硅材料，其磨粒粒径为50nm～5nm，磨粒占抛光液总质量分数的10％以下，从泵中喷射出的抛光液的动压力为0.5～5Mpa，抛光液温度为15°～50°。

7.一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法，其特征在于：

步骤一：将紫外光响应自组装抛光液装入抛光箱体(3)内，通过腔内光源和光控装置(12) 调节照射到抛光液上光的波长，调节至满足抛光实验要求的抛光液黏度要求；

步骤二：安装在XYZ三轴运动平台上的抛光工具位置可控，抛光工具的喷嘴与待抛光工件(10)都浸没在紫外光响应自组装抛光液中，紫外光响应自组装抛光液在腔内光源照射的影响下成为自响应抛光液；

步骤三：抛光时，装有电极的抛光箱体(3)的两侧与交流电源相连，交流电源与调频调压控制器相连，调频调压控制器调控交流电源的电压和频率，使在抛光箱体(3)两侧之间产生一个非均匀的电场，使得抛光箱体(3)内紫外光响应自组装抛光液中的液相和固相在电极产生的非均匀电场(16)中发生极化；

步骤四：产生极化的液相和固相受到介电泳力的作用移动到待加工工件表面附近，从而对工件材料去除的液相和固相增多，达到抛光效果；

步骤五：循环系统设置在抛光箱体(3)之外，循环系统通过抛光液输送管(2)连接抛光箱体(3)和抛光工具的喷嘴，循环系统在加工时实现紫外光响应自组装抛光液的循环使用。

8.根据权利要求1所述的一种紫外光响应自组装协同介电泳抛光方法，其特征在于：所述非均匀电场(16)的电源电压在0～3000v连续可调，频率在0～100Hz间断可调。

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